Giáo trình máy cắt và máy điều khiển theo chương trình số (nghề cắt gọt kim loại)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH MÁY CẮT VÀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI (Ban hành theo định số 59/QĐ-CĐHHII, ngày 25 tháng năm 2021 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II) ( Lưu hành nội bộ) TP HCM, năm 2021 MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại Các loại chuyển động máy cắt kim loại Tỉ số truyền cơng thức tính Phương pháp tính bánh thay 14 CHƯƠNG - CÁC CƠ CẤU ĐIỂN HÌNH Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp tốc độ 16 Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp bước tiến 20 Cơ cấu vi sai 23 Cơ cấu truyền động thẳng – chu kỳ 24 Cơ cấu đảo chiều 26 CHƯƠNG - MÁY TIỆN REN VÍT Giới thiệu chung 29 Máy tiện 1K62 30 Điều chỉnh máy tiện 1K62 34 CHƯƠNG - MÁY KHOAN Giới thiệu chung 41 Máy khoan đứng 2135 41 Máy khoan cần ngang 2B56 44 CHƯƠNG - MÁY DOA Giới thiệu chung 49 Máy doa ngang 2620B 50 CHƯƠNG - MÁY PHAY Giới thiệu chung 54 Máy phay ngang 6H82 56 Phụ tùng máy phay 58 CHƯƠNG - MÁY BÀO, XỌC, CHUỐT Giới thiệu chung 64 Máy bào 64 Máy xọc 743 68 Máy chuốt 69 CHƯƠNG - MÁY MÀI Giới thiệu chung 74 Máy mài trịn ngồi 315 74 Máy mài vô tâm Máy mài lỗ 77 79 Máy mài phẳng 82 CHƯƠNG - MÁY GIA CÔNG RĂNG Các phương pháp gia công 87 Máy xọc 514 88 Máy phay lăn 5Б32 94 Máy gia công tinh 96 CHƯƠNG 10 - MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Giới thiệu chung 101 Các đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số 102 Các loại máy điều khiển theo chương trình số thơng dụng 103 TÊN MƠN HỌC: MÁY CẮT VÀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Mã môn học: MH20 Thời gian môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 50 giờ; BT: KT: giờ) 1.Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: Mơn học Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số bố trí dạy song song với môn học MH19, sinh viên phải học xong môn học MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH14, MH15, MH16 tiền đề để học Công nghệ chế tạo máy Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề; Ý nghĩa vai trị: Mơ đun Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số chương trình Cắt gọt kim loại có ý nghĩa vai trị quan trọng, giúp cho SV có kiến thức chuyển động học ngành khí chế tạo, từ xác định phương pháp tạo hình, chuyển động tạo hình, hình thành sơ đồ kết cấu động học máy 2.Mục tiêu mơn học: - Trình bày cơng dụng, đặc tính kỹ thuật, ngun lý làm việc, sơ đồ động cấu điển hình máy công cụ; - Chọn máy phù hợp gia cơng; - Có khả vận dụng để trình bày công dụng, nguyên lý làm việc loại máy cơng cụ tương tự; - Tính tốn, điều chỉnh máy thao tác gia cơng; - Tích cực học tập, tìm hiểu thêm trình thực tập xưởng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung môn học: Số TT I Thời gian Tên chương, mục Giới thiệu chung T.số LT BT Kiểm tra* 1 1.Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại 2.Các loại chuyển động máy cắt kim loại 3.Tỉ số truyền cơng thức tính 4.Tính tốn điều chỉnh máy gia cơng Phương pháp tính bánh thay Các cấu điển hình máy II Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp tốc độ 10 4 3 4 0 Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp bước tiến Cơ cấu vi sai Cơ cấu truyền động thẳng –chu kỳ Cơ cấu đảo chiều Máy tiện ren vít III 1 Giới thiệu chung Máy tiện 1K62 Điều chỉnh máy tiện 1k62 Máy khoan IV 1 Giới thiệu chung Máy khoan đứng 2135 Máy khoan cần ngang Máy doa V Giới thiệu chung Máy doa 262T Máy phay VI 1 Giới thiệu chung Máy phay ngang 6H82 Phụ tùng máy phay Máy bào -xọc - chuốt VII Giới thiệu chung Máy bào Máy xọc May chuốt VIII Máy mài 5 0 5 45 34 Giới thiệu chung Máy mài trịn ngồi Máy mài vơ tâm Máy mài lỗ Máy mài phẳng IX Máy gia công Các phương pháp gia công Máy xọc 514 Máy phay lăn 5b32 Máy gia công tinh X Máy điều khiển chương trình số 1 Giới thiệu chung Các thành phần máy điều khiển chương trình số Các loại máy điều khiển theo chương trình số thông dụng Cộng 6 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Mã chương MH20-01 Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu ký hiệu, phân loại số loại máy cắt kim loại chuyển động máy, cơng thức tính tỷ số truyền bánh thay máy cắt kim loại Mục tiêu: - Phân loại máy công cụ theo tiêu chuẩn Việt Nam ISO; - Giải thích ký hiệu máy; - Trình bày chuyển động máy cơng cụ; - Viết phương trình xích truyền động; - Tính bánh thay thế; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại Thời gian: Mục tiêu: - Trình bày ký hiệu loại máy công cụ thông dụng; - Hiểu ký hiệu cách phân loại máy công cụ 1.1 Kí hiệu máy cắt kim lọai 1.1.1 Kí hiệu máy VN Mỗi nước có ký hiệu máy khác Tiêu chuẩn ngành khí nước ta TCVN-C1-63 quy định cách ký hiệu máy cắt kim loại Các thơng số kích thước chúng tiêu chuẩn Ví dụ : T620, K135, P82… T: Nhóm máy tiện, 6: máy vạn 20: Kích thước phơi lớn gia cơng máy theo bán kính tính cm (hay Ømax = 400) 1.1.2 Kí hiệu máy cắt kim lọai Nga Nga ký hiệu tương tự Việt Nam Nhưng không dùng chữ mà thay số – Máy Tiện – Máy khoan, doa, tổ hợp – Máy mài 1.2 Phân lọai máy cắt kim lọai Thường phân loại máy theo cách: – Theo cơng dụng: Có máy tiện, phay, bào – Theo mức độ vạn năng: Có máy vạn năng, máy chuyên dùng – Theo độ xác: máy cấp xác thường, máy cấp xác nâng cao, cao Cấp xác máy TCVN 17-42-75 quy định – Theo trọng lượng máy: trung bình (≤ 10T), cỡ nặng (10 ÷ 30T)… – Theo mức độ tự động hố: Có máy tự động, bán tự động Các loại chuyển động máy cắt kim loại Thời gian: Mục tiêu: - Nêu chuyển động tạo hình máy cắt gọt kim loại; - Hiểu nguyên lý chuyển động tạo hình máy cơng cụ Chuyển động tạo hình bao gồm chuyển động tương đối dao phôi trực tiếp tạo bề mặt gia cơng Ví dụ: Q T chuyển động tạo hình (H1.1a) Có trường hợp : a) Tạo hình đơn giản: chuyển động độc lập Q (không phụ thuộc vào chuyển động khác - H1.1b) Hình 1.Các chuyển động tạo hình máy cắt kim loại b) Tạo hình phức tạp: gồm chuyển động phụ thuộc Q&T (H1.1c) c) Tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp - Q: chuyển động độc lập, T1&T2 chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T (H1.1d) Các chuyển động khâu chấp hành ( dao & phôi ) chuyển động tương đối thực khâu nào, dao phơi Ngồi chuyển động tạo hình, máy cịn có chuyển động khác tiến, lùi dao nhanh, chuyển động phân độ , chuyển động phụ cần thiết để hồn tất q trình tạo hình Tỉ số truyền cơng thức tính Thời gian: Mục tiêu: - Nêu đại lượng đặc trưng truyền, tỷ số truyền đơn giản; - Nắm tỷ số truyền truyền thông dụng máy công cụ 3.1.Các đại lượng đặc trưng cho chuyển động 3.1.1.Đại lương đăc trưng cho chuyển động Tiêu thụ cơng suất lớn (5÷10kW), dùng để tạo tốc độ cắt + Với chuyển động quay trịn: V= Trong đó: Dn m/ph 1000 D: Đường kính chi tiết gia cơng [mm] n: Số vịng quay [v/ph] + Với chuyển động tịnh tiến: Trong L: Chiều dài hành trình [mm] nhtk: Số hành trình kép [htk/ph] 3.1.2.Đại lương đăc trưng cho chuyển động chạy dao Tiêu thụ công suất bé (khoảng 5% công suất truyền động chính), chuyển động có ảnh hưởng đến suất độ bóng bề mặt gia cơng Ngồi phải kể đến chuyển động phụ cần thiết khác 3.2.Tỉ số truyền phận truyền thông dụng 3.2.1.Truyền động đai Bộ truyền đai dùng để truyền chuyển động hai trục song song quay chiều, số trường hợp truyền chuyển động trục song song quay ngược chiều – truyền động đai chéo, truyền hai trục chéo – truyền động đai nửa chéo Hình 1.2 Bộ truyền đai thông thường Tỷ số truyền ký hiệu u: 3.2.2 Truyền động xích Bộ truyền xích dùng để truyền chuyển động hai trục song song cách xa nhau, truyền chuyển động từ trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn 93 - Dùng dao xọc nghiêng - Bạc có rãnh xoắn gắng cứng với trục dao - Bạc gắng cứng với bánh vít Z = 100 Hình 9.7: Trục dao phay bánh nghiêng Máy phay lăn 5Б32 Thời gian:3 Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phay lăn 5Б32; - Đọc sơ đồ động, viết phương trình xích tốc máy phay lăn 5Б32 3.1 Giới thiệu: Ký hiệu máy: 5Б32 – Máy gia công Б – Cải tiến – Loại – Kích thước mmax = mm Dpmax = 120 ÷ 750 mm Bmax = 250 mm Cấu tạo máy: – Thân máy – Trụ đứng thân dao – Trụ đỡ phơi Hình 9.8: Cấu tạo Máy phay lăn 5Б32 94 – Dao – Động điện phụ – Bàn máy di động hướng kính – Phơi – ụ gá phôi 9,10 – Hộp chạc bánh thay 3.2 Điều chỉnh máy để gia công bánh trụ thẳng: 3.2.1 Nguyên lý làm việc: Máy làm việc dựa theo nguyên lý bao hình 3.2.2 Điều chỉnh chuyển động máy: Ly hợp M4 trục XI ăn khớp với bánh Z81 trục IX Công thức hiệu chỉnh: Các banh thay Z = 23, 24, 25, 30,….98, 100 3.3.Điều chỉnh chuyển động 3.3.1.Điều chỉnh xích tiến đứng dao Lượng di động tinh tốn: 1vg phơi  Sđ (mm) dao phay Công thức điều chỉnh: 3.3.2.Điều chỉnh máy để gia công bánh trụ nghiêng: Điều chỉnh vi sai: ivs = ngắt ly hợp M4, đóng ly hợp M5 Lượng di động tính tốn ± vg phơi  T (mm) chạy dao đứng dao 95 Hình 9.9: Cơ cấu vi sai Máy gia cơng tinh Thời gian:1 Mục tiêu: - Trình bày nguyên lý hoạt động loại máy gia công tinh răng; - Vận dụng lựa chọn máy phương pháp gia công phù hợp cho chi tiết gia cơng 4.1.Lăn ép Hình 9.10: Phay lăn - Ép, ăn khớp bánh gia công (chưa tôi) với ba bánh mẫu 2, 3, (đã tôi) - Dẫn động từ động điện đến bánh mẫu - Sau thời gian tự động đảo chiều để gia cơng mặt cịn lại 96 - tạo lực ép P, dầu ép đối trọng 4.2 Cà Cà phương pháp gia công tinh bánh trụ dao có hình dạng bánh trụ ăn khớp không khe hở với bánh cần gia công Hai trục dao chi tiết luôn gá chéo đồng thời chúng có chuyển động ăn khớp dao quay trịn chuyển động chủ động chi tiết chuyển động bị động Dao cà có đường kính lớn chi tiết, mặt dao có rãnh để tạo nên lưỡi cắt rãnh thoát phoi Với chuyển động trên, bề mặt dao cạo lên bề mặt chi tiết làm tách lớp phoi mỏng Đó q trình cắt cà Thời gian cà tiến hành – phút, lâu mặt dễ bị lõm (do nhiều nguyên nhân phức tạp) Năng suất phương pháp cà nói chung cao Bánh gia cơng đạt cấp xác đến độ bóng Ra = 0,32 – 1,25μm Phương pháp gia cơng bánh chưa tơi có độ cứng nhỏ 35HRC 4.3 Mài nghiền - Cho ba bánh gang (A, B, C) ăn khớp với bánh gia công D truc A song song với trục D, chéo so với trục B, C theo hai chiều ngược - Giữa bánh nghiền phơi cho hỗn hợp dầu bột nghiền Hình 9.11: Mài 97 4.4 Mài Mài là nguyên công gia công tinh để gia công bánh có yêu cầu chất lượng cao, có độ cứng bề mặt cao Mài thường sử dụng gia cơng bánh có mơđun từ đến 10mm Năng suất mài thấp mà giá thành sản phẩm lại cao nên sử dụng cần thiết Bánh sau mài đạt cấp xác đến độ bóng bề mặt Ra = 0,32 – 1,25μm Mài thực hai nguyên lý mài định hình mài bao hình a Mài định hình: Hình 9.12: Mài định hình Mài định hình phương pháp gia cơng sử dụng đá mài có biên dạng phù hợp với dạng chi tiết Khi mài sử dụng đá để mài bên cạnh sau mài cạnh bên cịn lại rãnh Nếu sử dụng đá mài có biên dạng giống rãnh bánh cần gia cơng mài mài hai cạnh bên rãnh b Mài bao hình: Mài bao hình sử dụng đá mài có dạng giống trục vít (giống dao phay lăn răng) Khi mài, đá chuyển động quay tròn chi tiết (bánh răng) quay cưỡng theo xích truyền động xác Độ xác phương pháp phụ thuộc 98 vào xích truyền động phụ thuộc vào việc sửa đá mài Phương pháp bao hình đạt độ xác cao thường sử dụng gia công bánh có mơđun nhỏ 99 CÂU HỎI ƠN TẬP Câu 1: Hãy trình bày máy xọc 514? Câu 2: Trình bày máy phay lăn răng? Câu 3: Trình bày máy gia cơng tinh răng? 100 CHƯƠNG 10: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Mã chương MH20-10 Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu cấu tạo, đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số loại máy điều khiển theo chương trình số thơng dụng Mục tiêu: - Mơ tả máy điều khiển theo chương trình số; - Trình bày thành phần máy điều khiển theo chương trình số; - Phân loại máy CNC thông dụng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Giới thiệu chung Thời gian: Mục tiêu: - Nêu đặc điểm, cấu tạo máy CNC; - Tự giác, tích cực học tập * Máy cơng cụ NC, CNC có cấu tạo tổng quát gồm hai phần chính: - Máy cơng cụ thực q trình gia công (tiện, phay, khoan, mái, laser, tia lửa điện, xung điện…) tương tự máy công cụ khác có động servo vít me đai ốc bi - Hệ điều khiển số (bộ điều khiển số NC điều khiển số dùng máy vi tính CNC) * Dữ liệu mơ tả tiến trình nội dung gia công chi tiết lưu giữ hệ điều khiển số (NC, CNC) dạng chương trình NC * Phương thức nạp chương trình NC từ ngồi vào hệ NC, CNC thông qua: - Bằng tay thông qua bảng điều khiển máy công cụ - Bằng tay thơng qua bàn phím máy tính nối với máy công cụ - Thông qua vật mang tin như: + Băng đục lỗ, bìa đục lỗ, băng từ dùng cho hệ NC + Các đĩa compact (CD), đĩa mềm dùng cho hệ CNC 101 - Giải pháp CAD/CAM-CNC liên hồn mà chương trình gia cơng NC soạn thảo tự động sở liệu CAD kết nối tương thích với hệ CAM trực tiếp truyền tới máy gia công CNC để thực * Q trình gia cơng chi tiết máy NC, CNC thực tự động, đạt độ xác suất gia công cao máy định, không phụ thuộc tay nghề thợ đứng máy, thợ đứng máy chỉcịn chức giám sát q trình gia cơng can thiệp kịp thời vào q trình cần thiết * Q trình gia cơng chi tiết máy CNC đạt tính linh hoạt cao khơng giống máy điều khiển tự động theo chương trình cứng (dùng cam, cữ chặn, cơng tắc hành trình…) Máy CNC có tính linh hoạt cao cơng việc lập trình, đặc biệt có trợ giúp máy tính, tiếc kiệm thời gian chỉnh máy, đạt tính kinh tế cao với sản xuất loạt nhỏ Các đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số Thời gian: Mục tiêu: - Trình bày đặc trưng máy điều khiển số; - Phân tích ưu điểm máy điều khiển số so với điều khiển thường Đặc trưng máy điều khiển số (NC, CNC) - Tự động hoá cao - Tốc độ dịch chuyển tốc độ quay lớn (hơn 1000 vịng/phút) - Độ xác cao (sai lệch kích thước